Vetyajoneuvon (polttokennon) käyttö

 

Saksalaiset ja japanilaiset ovat pitkään tutkineet toista vaihtoehtoa sähköajoneuvojen käytölle, vetyliuosta. Eurooppa, jota Tesla pitää epävakaana, päättää kuitenkin asettaa paketin tähän tekniikkaan (maailmanlaajuisesti, ei ainoastaan ​​autojen ajamiseen). Katsotaanpa siis kuinka vetyauto toimii, joka on siis vain muunnelma sähköautosta.

Katso myös:

• Onko vetyauto elinkelpoinen?
• Mitkä ovat polttokennon edut ja haitat?

Useita vetyautoja

Vaikka nykyinen tekniikka on tarkoitettu autoille, jotka käyttävät polttokennoja sähkömoottoreidensa käyttämiseen, vetyä voidaan käyttää myös edestakaisissa polttomoottoriajoneuvoissa. Se on todellakin kaasu, jota voidaan käyttää samalla tavalla kuin ajoneuvoissamme jo käytettyä nestekaasua ja CNG: tä. Tästä ajatuksesta kuitenkin luovuttiin, mäntämoottori on todella ajan mukaista ...

Tässä on vetykäyttöinen Toyota Mirai. Sitä myydään Yhdysvalloissa, ei Ranskassa, koska vedyn jakelupistettä ei ole ... Kun olemme myöhässä sähköliittimien kanssa, olemme jo jäljessä vedyn suhteen!

Toiminnan periaate

Jos meidän pitäisi tiivistää järjestelmä yhdellä lauseella, sanoisin senэто sähkömoottori joka kävelee carburant saastuttamaton (käytössä, ei tuotannossa). Sen sijaan, että lataisimme akun pistokkeella ja siten sähköllä, täytämme sen nesteellä. Siksi kutsumme polttokennojärjestelmää (se on

kertyä

joka toimii polttoaineen kanssa

kulutettu

et

katoaa säiliöstä

). Itse asiassa ainoa ero sähkömoottorin kanssa on energian varastointi, tässä nestemäisessä, ei kemiallisessa muodossa.

Siksi on huomattava, että akku purkautuu, toisin kuin litium- tai jopa lyijyakku (katso linkit saadaksesi selville, miten ne toimivat).

Käsittele kartta

Vety = hybridi?

Melkein ... Itse asiassa niissä on järjestelmällisesti ylimääräinen litiumakku, jonka hyödyllisyyden selitän alla. Siksi on mahdollista käyttää vain vetyä vain käyttämällä tavanomaista akkua tai jopa molempia samanaikaisesti.

Компоненты

Vetysäiliö

Meillä on säiliö, johon mahtuu 5–10 kg vetyä tietäen, että jokainen kilogramma sisältää 33.3 kWh energiaa (verrattuna sähköautoihin, joiden teho on 35–100 kWh). Säiliö on erityisesti suunniteltu ja kestävä kestämään 350-700 barin sisäistä painetta.

Polttoainekenno

Polttokenno antaa virtaa auton sähkömoottorille aivan kuten tavallinen litiumakku. Se tarvitsee kuitenkin polttoainetta, nimittäin vetyä säiliöstä. Se on valmistettu erittäin kalliista platinasta, mutta uusimmissa versioissa se toimii ilman sitä.

Puskurin akku

Tämä ei ole pakollista, mutta se on standardi vetyautoille. Se toimii todellakin vara -akuna, tehovahvistimena (voi toimia rinnakkain polttokennon kanssa), mutta myös ennen kaikkea se palauttaa liike -energian hidastamisen ja jarrutuksen aikana.

Tehoelektroniikka

Ei lueteltu ylemmässä kaaviossa, tehoelektroniikka ohjaa, keskeyttää ja oikaisee (muuntaa AC- ja DC -virtojen välillä) eri virtoja, jotka kulkevat auton eri osien läpi.

Tankkaus

Polttokennotoiminta: katalyysi

Tavoitteena on ottaa elektronit (sähkö) vedystä lähettääkseen ne sähkömoottoriin. Kaikki tämä tapahtuu kontrolloidun sähkökemiallisen reaktion kautta, joka erottaa toiselta puolelta (kohti moottoria) elektronit ja toiselta puolelta (polttokennossa) olevat elektronit. Koko kokous päätyy katodiin, jossa reaktio päättyy: lopullinen "seos" antaa vettä, joka pumpataan järjestelmästä (pakokaasu).

Tässä on kaavio katalyysistä, joka on sähkön uuttaminen vedystä (käänteinen elektrolyysi).

Tässä näemme polttokennon toiminnan, nimittäin katalyysin.

Vety H2 (ts. Kaksi vety -H -atomia liimattu yhteen: divety) kulkee vasemmalta oikealle. Kun se lähestyy anodia, se menettää ytimen (protonin), joka imetään (hapettumisilmiön vuoksi). Sitten elektronit jatkavat matkaansa oikealle käyttääkseen sähkömoottoria myöhemmin.

Kokosimme puolestaan ​​kaiken ruiskuttamalla O2: ta (happea ilmasta kompressorin ansiosta) katodipuolelle, mikä luonnollisesti mahdollistaa vesimolekyylin muodostumisen (joka katalysoi kaikki elementit yhdeksi kokonaisuudeksi). molekyyli, joka on Hs: n ja Os: n kokoelma).

Yhteenveto kemiallisista / fysikaalisista reaktioista

NYÖKKÄYS : anodissa vetyatomi "leikataan" puoliksi (H2 = 2e- + 2H+). Ydin (H + -ioni) laskeutuu kohti katodia, kun taas elektronit (e-) jatkavat matkaansa, koska ne eivät kykene kulkemaan elektrolyytin läpi (anodin ja katodin välinen tila).

KATODI: katodissa näemme käänteisiä (eri tavoin) ioneja H + ja e-elektroneja. Sitten riittää, että lisätään happiatomeja niin, että kaikki nämä elementit haluavat kerätä, mikä johtaa sitten vesimolekyylin luomiseen, joka koostuu kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista. Tai kaava: 2e- + 2H + + 2 = H2

Sadonkorjuu?

Jos otamme huomioon vain auton itse, eli säiliön tehokkuuden pyörien päähän (materiaalin muunnos / mekaaninen vahvistus), olemme tässä hieman alle 50%. Itse asiassa akun hyötysuhde on noin 50%, ja sähkömoottorin - noin 90%. Siksi meillä on ensin 50 % suodatus ja sitten 10 %.

Jos otamme huomioon energiaa tuottavan voimalaitoksen tehokkuuden, niin ennen vedyn tuotantoa tai jopa sähkön jakelua (litiumin tapauksessa) meillä on 25% vedyn osalta ja 70% sähkön osalta (suunnilleen keskimäärin, ilmeisesti ).

Lue lisää kannattavuudesta täältä.

Ero vetyauton ja litiumakkuisen sähköauton välillä?

Autot ovat täsmälleen samat paitsi niiden "energiasäiliö". Siksi nämä ovat sähkökäyttöisiä ajoneuvoja, jotka käyttävät roottori-staattorimoottoreita (induktiota, kestomagneetteja tai jopa reaktiivisia).

Jos litiumakku toimii myös sen sisällä olevan kemiallisen reaktion (reaktio, joka luonnollisesti tuottaa sähköä: tarkemmin sanottuna elektroneja) ansiosta, siitä ei tule mitään, tapahtuu vain sisäinen muutos. Palatakseen alkuperäiseen tilaansa (lataaminen) riittää siirtää virta (muodostaa yhteys sektoriin) ja kemiallinen reaktio alkaa uudelleen vastakkaiseen suuntaan. Ongelmana on, että se vie aikaa, jopa ahtimilla.

Vetymoottorissa, joka on klassinen sähkömoottori, joka saa virtansa polttokennosta (eli vedystä), akku kuluttaa vetyä kemiallisen reaktion aikana. Se tyhjennetään pakokaasun kautta, joka poistaa vesihöyryn (kemiallisen reaktion tulos).

Siksi loogisesta näkökulmasta voisimme mukauttaa minkä tahansa sähköauton vetyautoon, riittää, että litiumakku korvataan polttokennolla. Joten ymmärryksesi mukaan "vetymoottoria" tulisi pitää ensisijaisesti sähkömoottorina (katso miten se toimii täällä). Hän lähestyy välttämättä häntä, ei siksi, että hänet tankataan kokonaisuutena.

Kemiallinen reaktio tämän tabletin pohjalla tuottaa lämpöja sähkö (mitä tarvitsemme sähkömoottorille) ja vesi.

Miksei kaikkialla?

Suurin vetyä koskeva tekninen ongelma liittyy varastoinnin turvallisuuteen. Itse asiassa, kuten nestekaasu, tämä polttoaine on vaarallista, koska siitä tulee syttyvää joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa (eikä siinä kaikki). Ongelma ei siis ole vain auton täyttäminen polttoaineella, vaan myös riittävän vahva säiliö kestämään kaikki onnettomuudet. Tietysti lisäkustannukset ovat myös suuri vastus, ja näyttää siltä, ​​että se on vähemmän kannattava kuin litiumioniakku, jonka hinta laskee jyrkästi.

Lopuksi, tuotanto- ja jakeluverkosto maailmassa on hyvin alikehittynyt, ja hallitukset haluavat tuottaa vetyä elektrolyysillä uusiutuvia energialähteitä käyttäen (monet asiantuntijat puhuvat utopistisesta järjestelmästä, jota ei voida toteuttaa "äkillisessä" todellisuudessa).

Viime kädessä on suurempi mahdollisuus, että perinteinen sähkö on tulevaisuuden valintaratkaisu eikä vety, jota käytetään monenlaisiin sovelluksiin yksittäisten liikkuvuuden ulkopuolella.

Kaikki kommentit ja reaktiot

Dernier kommentti lähetetty:

Bernard (Päivämäärä: 2021, 09:23:14)

Hei,

Kiitos näistä vahvoista ja mielenkiintoisista ideoista. Poistun sivustolta uuden tulikärpäsen kanssa vanhoissa aivoissani.

Henkilökohtaisesti olen yllättynyt siitä, että sen lisäksi, mitä tiedän ydinsukellusveneistä, kukaan ei ole kehittänyt täydellistä moottoria tietä varten. Se oli todellakin Philips, joka esiteltiin Brysselin autonäyttelyssä vuonna 1971 200 hevosvoimalla. kahdella männällä.

Philips aloitti toimintansa vuosina 1937-1938 ja jatkoi toimintaansa vuonna 1948.

Vuonna 1971 he väittivät useita satoja hevosvoimia mäntää kohti. Siitä lähtien en ole löytänyt mitään ... Tietysti, Secret Defense.

Entä kaasuturbiinimoottorit?

Lyhdyt voivat lisätä vettä ajattelumyllylleni.

Kiitos tiedosta ja suosituksesta.

Il I. 1 reaktioita tähän kommenttiin:

• hallintomies SIVUSTON HALLINTA (2021-09-27 11:40:25): On hauskaa lukea, kiitos.

  En tiedä tarpeeksi tämän tyyppisestä moottorista arvioidakseni, luultavasti kustannusten, koon, vaikean huollon ja keskimääräisen tehokkuuden vuoksi?

  Muista, että on välttämätöntä, että sinulla on ratkaisu, jonka avulla voit lämmittää kaasua, ja siksi sen käyttö tavallisissa julkisissa autoissa on mahdollisesti vaarallista (ja että se pysyy ajan mittaan).

  Lyhyesti sanottuna epäilen, että toivoitte tarkempaa ja varmempaa vastausta ... Anteeksi.

(Viestisi näkyy kommentin alla vahvistuksen jälkeen)

Kirjoita kommentti

Käyttämällä sähköistä kaavaa E huomaat, että: